【正文】 系統(tǒng)，WS都是隨著空間頻率ω的增大而迅速減小的；③用稀土增感屏的WS值大，而用低感度、產(chǎn)生模糊值小的增感屏的WS小。6．簡(jiǎn)述X線管焦點(diǎn)極限分辨力的概念、測(cè)試及計(jì)算方法（15分）。答：（1）焦點(diǎn)的極限分辨力R（LP/mm）是在規(guī)定測(cè)量條件下不能成像的最小空間頻率值。記作：其中2d為X線管焦點(diǎn)的線擴(kuò)散函數(shù)（LSF）的半值寬度，用星形測(cè)試卡（簡(jiǎn)稱星卡）測(cè)試時(shí)，2d是星卡像面上第一個(gè)模糊帶的一對(duì)楔條對(duì)應(yīng)的弧長；Z為模糊帶直徑；θ為楔條頂角的角度。（2）測(cè)試方法：設(shè)備：主要是星卡。星卡是由相間放置的一組具有對(duì)X線吸收率高低不同的楔條構(gòu)成的測(cè)試卡，高吸收率楔條用鉛條或與其等效材料制造，～，楔條的頂角等于或小于2176。角，星形測(cè)試卡的直徑至少為45mm。測(cè)試用膠片須用微粒膠片，不用增感屏。方法：拍攝星卡照片須做好準(zhǔn)直，要求X線中心線垂直于星卡平面。調(diào)節(jié)星卡至焦點(diǎn)和膠片的距離，使測(cè)得的星卡照片上兩個(gè)方向上的最外模糊區(qū)尺寸ZW、ZL大于或盡量接近星卡像直徑的三分之一，但不小于25mm（放大倍率按規(guī)定）?！珼min≤。（3）計(jì)算方法：測(cè)量星卡照片上垂直于X線管長軸方向和平行于X線管長軸方向上的模糊區(qū)直徑ZW、ZL及星卡照片的放大率M，并根據(jù)已知楔條頂角的角度，計(jì)算出焦點(diǎn)面上二個(gè)方向的極限分辨力。焦點(diǎn)面上的極限分辨力為：其中、分別為焦點(diǎn)像面上及焦點(diǎn)面上的極限分辨力；、分別為焦點(diǎn)面上，垂直于X線管長軸方向與平行于X線管長軸方向的極限分辨力；ZW、ZL分別為星卡照片上二個(gè)方向上的模糊區(qū)直徑；為星形測(cè)試卡照片放大率。（4）結(jié)果分析：X線管焦點(diǎn)小其極限分辨力就大，反之X線管焦點(diǎn)大其極限分辨力就小；焦點(diǎn)上的線量分布為單峰時(shí)其極限分辨力大，焦點(diǎn)上的線量分布為多峰時(shí)其極限分辨力?。籖值大的焦點(diǎn)成像性能比R值小的好。7．分析CR成像基本原理（10分）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1．信息采集 2分；2．信息讀出 2分；3．信息處理 2分；4．顯示、記錄 2分；5．CR系統(tǒng)的四象限理論圖 2分。答：透過被檢體入射到CR系統(tǒng)中IP的X線量子被IP的成像層內(nèi)的熒光顆粒吸收，釋放出電子，其中一部分電子散布在成像層內(nèi)呈半穩(wěn)定狀態(tài)，形成潛影（信息采集）；當(dāng)用激光照射已形成的潛影時(shí)，半穩(wěn)定狀態(tài)的電子釋放出光量子，發(fā)生PSL現(xiàn)象，光量子隨即由光電倍增管檢測(cè)到，并被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這些代表模擬信息的電信號(hào)再經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（信息讀出）；讀出的影像信息被饋送到第三象限的影像處理裝置(第三象限)中，可根據(jù)診斷要求施行諧調(diào)處理、頻率處理和減影處理。然后數(shù)字信號(hào)被傳送到存儲(chǔ)元件中作進(jìn)一步處理（信息的處理）；饋入影像再現(xiàn)(第四象限)，影像記錄裝置IRC的影像信號(hào)重新被轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)以獲得X線照片。IRC對(duì)CR系統(tǒng)使用的膠片特性曲線自動(dòng)實(shí)施補(bǔ)償，以使相對(duì)于曝光曲線的影像密度是線性的。8．簡(jiǎn)述CR的四象限理論（10分）。答：影像信息采集（第一象限）：CR系統(tǒng)的影像是通過一種涂在IP上的特殊物質(zhì)—光激勵(lì)發(fā)光物質(zhì)來完成影像信息的采集。第一象限表示IP的X線輻射劑量與激光束激發(fā)的光激發(fā)發(fā)光（PSL）強(qiáng)度之間的關(guān)系。二者的關(guān)系在大于1:104范圍是線性的，使CR系統(tǒng)具有高的敏感性和寬的動(dòng)態(tài)范圍。影像信息讀?。ǖ诙笙蓿簝?chǔ)存在PSL物質(zhì)中的影像信息是以模擬信號(hào)的形式記錄下來的，需使用激光掃描儀將其讀出并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。隨著激光束的掃描，IP上釋放出的PSL被自動(dòng)跟蹤的集光器收集，經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)度的電信號(hào)，并被進(jìn)一步放大，再由ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的影像信號(hào)。掃描完一張IP，便可得到一幅完整的數(shù)字圖像。第二象限表示輸入到影像讀出裝置（IRD）的信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)系。影像信息處理（第三象限）：影像處理裝置（IPC）。經(jīng)IPC處理，顯示出適用于診斷的影像，可根據(jù)診斷要求施行諧調(diào)處理、頻率處理和減影處理。影像再現(xiàn)（第四象限）：影像記錄裝置（IRC）。饋入IRC的影像信號(hào)重新被轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)以獲得X線照片。IRC對(duì)CR系統(tǒng)使用的膠片特性曲線自動(dòng)實(shí)施補(bǔ)償，以使相對(duì)于曝光曲線的影像密度是線性的。第四象限決定了CR系統(tǒng)中輸出的X線膠片的特性曲線。其特性曲線是依據(jù)X線劑量和成像范圍自動(dòng)改變的。9．簡(jiǎn)述諧調(diào)處理（層次處理）的作用，諧調(diào)處理四個(gè)參數(shù)的作用、方法（10分）。答：諧調(diào)處理的作用主要用來改變影像的對(duì)比度、調(diào)節(jié)影像的整體密度。四個(gè)參數(shù)的作用、方法：（1）諧調(diào)曲線類型（GT）：諧調(diào)曲線是一組非線性的轉(zhuǎn)換曲線，其作用是顯示灰階范圍內(nèi)各段被壓縮和放大程度，A線：產(chǎn)生大寬容度的線性層次；B～J線：屬系統(tǒng)性變化的非線性層次曲線，類似于屏片系統(tǒng)，肩部是高密度區(qū)，足部是低密度區(qū)；K～L線：為血管數(shù)字減影所設(shè)置的特別高對(duì)比度的非線性曲線；M線：線性黑白反轉(zhuǎn)；N線：為胃腸造影(G．I)專門設(shè)定的非線性曲線；O線：主要用于優(yōu)化骨骼的非線性曲線；P線：主要用于優(yōu)化胸部肺野區(qū)域產(chǎn)生的微小密度變化的影像。（2）旋轉(zhuǎn)中心（GC）：為諧調(diào)曲線的中心密度，改變GC即改變了曲線的密度中心，甚至可由正像變成負(fù)像，或相反。（3）旋轉(zhuǎn)量（GA）：主要用來改變影像的對(duì)比度。旋轉(zhuǎn)量有一定的數(shù)值范圍是－4～4（不包括0）。當(dāng)GA＝l時(shí)，表示所選擇的諧調(diào)曲線上無對(duì)比度的變化，相當(dāng)于屏片系統(tǒng)中HD曲線的γ=1時(shí)，輸入與輸出影像的對(duì)比度無變化；GA大，對(duì)比度大。（4）諧調(diào)曲線移動(dòng)量（GS）：GS=－～，利用微細(xì)調(diào)節(jié)來獲得最優(yōu)化密度。GS用于改變整幅影像的密度。降低GS值，曲線向右移，減小影像密度。10．簡(jiǎn)述直接型FPD數(shù)字X線攝影原理，并畫圖說明（10分）。答：直接型FPD主要由導(dǎo)電層、電介層、Se層、頂層電極、集電矩陣層、玻璃襯底、保護(hù)層，以及高壓電源和輸入輸出電路組成。集電矩陣由按陣元方式排列的TFT組成，aSe涂覆在集電矩陣上。當(dāng)X線照射aSe層時(shí)，由于光電導(dǎo)性產(chǎn)生一定比例的電子空穴對(duì)，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場(chǎng)的作用下，電子和空穴以電流形式沿電場(chǎng)移動(dòng)，導(dǎo)致TFT的極間電容將電荷無丟失或散落地聚集起來，電荷量與入射X線光子成正比。每個(gè)TFT成為一個(gè)采集圖像的最小單元(像素)。每個(gè)像素區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，它起開關(guān)作用。讀出時(shí)，某一行被給予電壓，這一行的開關(guān)就被打開，電荷從被選中行的所有電容中按順序逐一送到外電路。由于正負(fù)電荷主要沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，只有在X線直接吸收的像素上才發(fā)生像素對(duì)電荷的收集，每個(gè)X線光子產(chǎn)生的電荷不會(huì)擴(kuò)散到相鄰像素中去。在大型電路中將產(chǎn)生幾個(gè)信號(hào)同時(shí)被讀出，TFT被來自高速處理單元的地址信號(hào)激活時(shí)，聚集的電荷就會(huì)被以電信號(hào)的形式讀取到高速信號(hào)處理單元中，經(jīng)讀出放大器放大后被同步地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。信號(hào)讀出后，掃描電路自動(dòng)清除Se層中的潛影和電路存儲(chǔ)的電荷，以保證探測(cè)器的反復(fù)使用。{直接轉(zhuǎn)換FPD是直接將X線光子通過電子轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像。X線透過人體后有不同程度的衰減，當(dāng)作用于電子暗盒內(nèi)的Se層時(shí)，由于X線的強(qiáng)弱不同，Se層光電導(dǎo)體按吸收X線能量的大小產(chǎn)生正負(fù)電荷對(duì)，頂層電極與集電矩陣間的高電壓在Se層產(chǎn)生電場(chǎng)，使X線產(chǎn)生的正負(fù)電荷分離，正電荷移向集電矩陣儲(chǔ)存于電容器內(nèi)，矩陣電容器所儲(chǔ)存的電荷與X線強(qiáng)度成正比。隨后掃描控制器掃描電路，讀取一個(gè)矩陣電容單元的電荷，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)，數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)在系統(tǒng)控制器內(nèi)儲(chǔ)存、處理，最后重建影像在監(jiān)視器上顯示。上述過程完成后，掃描控制器自動(dòng)對(duì)電子暗盒內(nèi)的感應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行恢復(fù)。}11．分析直接型平板探測(cè)器FPD（aSe）工作原理（畫出示意圖）（10分）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1．畫出平板探測(cè)器FPD工作原理圖 2分；2．X線→電信號(hào) 2分；3．地址、信號(hào)輸出 每個(gè)2分；4．信號(hào)處理 2分。答：直接轉(zhuǎn)換FPD是直接將X線光子通過電子轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像。X線透過人體后有不同程度的衰減，當(dāng)作用于電子暗盒內(nèi)的Se層時(shí)，由于X線的強(qiáng)弱不同，Se層光電導(dǎo)體按吸收X線能量的大小產(chǎn)生正負(fù)電荷對(duì)，頂層電極與集電矩陣間的高電壓在Se層產(chǎn)生電場(chǎng)，使X線產(chǎn)生的正負(fù)電荷分離，正電荷移向集電矩陣儲(chǔ)存于電容器內(nèi)，矩陣電容器所儲(chǔ)存的電荷與X線強(qiáng)度成正比。隨后掃描控制器掃描電路，讀取一個(gè)矩陣電容單元的電荷，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)，數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)在系統(tǒng)控制器內(nèi)儲(chǔ)存、處理，最后重建影像在監(jiān)視器上顯示。上述過程完成后，掃描控制器自動(dòng)對(duì)電子暗盒內(nèi)的感應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行恢復(fù)。{集電矩陣由按陣元方式排列的TFT組成，aSe涂覆在集電矩陣上。當(dāng)X線照射aSe層時(shí)，由于光電導(dǎo)性產(chǎn)生一定比例的電子空穴對(duì)，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場(chǎng)的作用下，電子和空穴以電流形式沿電場(chǎng)移動(dòng)，導(dǎo)致TFT的極間電容將電荷無丟失或散落地聚集起來，電荷量與入射光子成正比。這樣，每個(gè)TFT成為一個(gè)采集圖像的最小單元(像素)。每個(gè)像素區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，它起開關(guān)作用。讀出時(shí)，某一行被給予電壓，這一行的開關(guān)就被打開，電荷從被選中行的所有電容中按順序逐一送到外電路。由于正負(fù)電荷主要沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，只有在X線直接吸收的像素上才發(fā)生像素對(duì)電荷的收集，每個(gè)X線光子產(chǎn)生的電荷不會(huì)擴(kuò)散到相鄰像素中去。在大型電路中，這樣將產(chǎn)生幾個(gè)信號(hào)必須同時(shí)被讀出，TFT被來自高速處理單元的地址信號(hào)激活時(shí)，聚集的電荷就會(huì)被以電信號(hào)的形式讀取到高速信號(hào)處理單元中，經(jīng)讀出放大器放大后被同步地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。信號(hào)讀出后，掃描電路自動(dòng)清除Se層中的潛影和電路存儲(chǔ)的電荷，以保證探測(cè)器的反復(fù)使用。}12．簡(jiǎn)述間接轉(zhuǎn)換型FPD數(shù)字X線攝影原理，并畫圖說明（10分）。答：間接型FPD由CsI閃爍體層、aSi光電二極管陣列、行驅(qū)動(dòng)電路以及圖像信號(hào)讀取電路四部分構(gòu)成。間接型FPD在X線照射下，探測(cè)器的閃爍體或熒光體層將X線光子轉(zhuǎn)換為可見光，而后由具有光電二極管作用的aSi陣列轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過外圍電路檢出及A/D轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字化圖像。間接型轉(zhuǎn)換型探測(cè)器經(jīng)歷了X線－可見光－電荷－數(shù)字圖像的成像過程。探測(cè)器所采用的碘化銫閃爍體材料由連續(xù)排列的針狀CsI晶體構(gòu)成，針柱的直徑約6μm，外表面由重元素鉈包裹，使可見光波導(dǎo)減少漫射。探測(cè)器結(jié)構(gòu)中由aSi光電二極管陣列完成可見光圖像向電荷圖像轉(zhuǎn)換的過程，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了連續(xù)圖像的點(diǎn)陣化采樣。探測(cè)器的外圍電路由時(shí)序控制器、行驅(qū)動(dòng)電路、讀出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、通信及控制電路組成。在時(shí)序控制器的統(tǒng)一指揮下，行驅(qū)動(dòng)電路將像素的電荷逐行檢出。讀出電路將并行的列脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行脈沖信號(hào)。主電路板上包含的A/D轉(zhuǎn)換電路將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過數(shù)字接口發(fā)送到圖像處理器。探測(cè)器系統(tǒng)接口包括：①圖像數(shù)據(jù)光纖接口；②雙向通訊接口；③探測(cè)器工作電源。(成像的基本過程：①位于探測(cè)器頂層的CsI閃爍晶體將入射的X線圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像；②位于CsI層下的aSi光電二極管陣列將可見光圖像轉(zhuǎn)換為電荷圖像，每一個(gè)像素的電荷量變化與入射X線的強(qiáng)度成正比，同時(shí)該陣列還將空間上連續(xù)的X線圖像轉(zhuǎn)換為一定數(shù)量的行和列構(gòu)成的點(diǎn)陣式圖像。點(diǎn)陣的密度決定了圖像的空間分辨力；③在中央時(shí)序控制器的統(tǒng)一控制下，居于行方向的行驅(qū)動(dòng)電路與居于列方向的讀取電路將電荷信號(hào)逐行取出，轉(zhuǎn)換為串行脈沖序列并量化為數(shù)字信號(hào)。獲取的數(shù)字信號(hào)經(jīng)通信接口電路傳送至圖像處理器，從而形成X線數(shù)字圖像。)13．分析DSA的物理原理，并畫圖說明（10分）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1．畫出示意圖 2分；2．注入對(duì)比劑前后的X線裒減式 各2分；3．寫出相減后表達(dá)式、文字結(jié)論 4分。答：DSA中用來數(shù)字化并相減的信號(hào)取自視頻攝像機(jī)的輸出端，它是由透過人體后的X線強(qiáng)度決定的。這個(gè)X線強(qiáng)度信號(hào)是服從指數(shù)遞減規(guī)律的。當(dāng)單能窄束X線通過圖所示的兩均勻介質(zhì)時(shí)，X線射出強(qiáng)度IT和入射X線強(qiáng)度I0之間服從指數(shù)遞減規(guī)律： 或 μB、μT分別為骨和軟組織的線性吸收系數(shù)，dB、dT分別是骨和軟組織的厚度，這時(shí)把血管看作為軟組織。當(dāng)血管內(nèi)注入碘對(duì)比劑后，則：或 μI、μII分別是碘對(duì)比劑的線性吸收系數(shù)和厚度。注入對(duì)比劑的前與后的透過X線強(qiáng)度差為：減影后的信號(hào)只與對(duì)比劑的厚度成正比，與骨和軟組織的結(jié)構(gòu)無關(guān)。也就是在減影后的圖像中消掉了軟組織和骨等對(duì)圖像的影響，突出了造影的血管。14．簡(jiǎn)述DSA的基本方法（10分）。答：（1）時(shí)間減影：時(shí)間減影是在注入的造影劑進(jìn)入興趣區(qū)之前，將一幀或多幀圖像作為mask像儲(chǔ)存起來，并與含有造影劑的造影像一一相減。這樣兩幀間相同的影像部分被消除，造影劑通過血管引起高密度部分被突出地顯示出來。（2）能量減影：能量減影也稱為雙能量減影、K緣減影。進(jìn)行某興趣區(qū)血管造影時(shí)，幾乎同時(shí)用兩個(gè)不同的管電壓取得兩幀圖像對(duì)其減影，由于兩幀圖像是由兩種不同的能量攝制的，故稱之為參量減影。能量減影是利用碘在33keV附近對(duì)X線衰減系數(shù)有明顯的差異這一特點(diǎn)而進(jìn)行的。軟組織、骨骼則是連續(xù)的，沒有碘這一特點(diǎn)。（3）混合減影：混合減影是基于時(shí)間與能量兩種減影相結(jié)合的減影方法。其基本原理是，對(duì)注入造影劑前后的各使用一次能量減影，獲得的注入造影劑前后能量減影像各一幀，對(duì)這兩幀能量減影圖像再減影一次，即得到混合減影圖像。三、計(jì)算題1．有一被檢者，其胸部前后徑為20cm，采用F=、FFD=120cm攝取胸部正位片，此患者b=10cm的組織影像是否清晰？（5分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1．計(jì)算出焦點(diǎn)允許放大率 2分；2．計(jì)算出焦點(diǎn)實(shí)際放大率、結(jié)論 3分。解1：允許放大率：M180。=1++實(shí)際放大率：M=(a+b)/a=120/(120－10)=因?yàn)镸＜M180。，所以影